收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

混合工质热物性推算新方法及PVTx测试研究

陈建新  
【摘要】: 根据蒙特利尔协议书及相关修正案规定,在制冷系统中被大量使用的氯氟烃CFCs和含氢氯氟烃HCFCs因破坏大气臭氧层将逐渐被淘汰,因此寻找新型绿色环保替代工质的任务十分迫切。无臭氧破坏作用的氢氟烃HFCs和烷烃(HCs)是很有前景的替代工质。但是很难找到制冷性能优异而环保的纯工质,而混合工质因通过组分的选配和调节其分率,有可能配制出热力学和制冷性能合符要求的环保型工质,所以近年成为研究的热点;混合工质的气液相平衡(VLE)性质是制冷、热泵循环的热力分析及组分优化最基本的参数,因而开展混合物VLE实验研究非常重要,同时由于混合物VLE的实验测量难度和工作量比纯工质都大很多,影响混合工质物性的因素比纯工质多,因此开展高精度的混合工质VLE理论推算方法,不仅有重要的学术价值,也有重要工程应用意义。 本文主要用对比态推算法和状态方程法,开展了针对HFC/HFCs、HFC/HCs和HC/HCs类混合制冷工质气液相平衡理论研究;针对一种有希望替代R22的五氟乙烷/异丁烷(HFC-125/HC-600a)二元混合制冷工质,开展了VLE实验和理论研究;利用MBWR状态方程结合Lemmon-Jacobsen模型开发了制冷剂热物性计算程序,计算了RMA(R125/R600a质量混合比:50/50%)的热力学性质。 推导了多元混合工质泡点压力和露点压力修正方程,利用等对比态原理计算混合物的热物性参数,把等温适用的道尔顿分压定律发展到等对比态温度适用的溶液平均蒸气压分压定律,将混合制冷工质泡点压力和露点压力的推算扩展到混合工质的临界区。 根据对比态原理,提出了新的混合工质的对比温度和对比热物性参数定义式,即以特征差值作为对比特征量。发现混合制冷工质的各饱和对比热力学性质与对比温度的关系和其组分纯工质的相应对比关系非常一致,从而给出了混合制冷工质的饱和气液焓、密度、熵与蒸发潜热的通用对比方程。介绍了适用于不同条件下确定混合制冷工质特征量的三种方法,其中方法(3)通过线性串连式、并联式和线性修正式,给出了使用纯组分工质的特征参数计算混合制冷工质特征参数的方法。最后利用通用对比方程和特征参数计算了五种混合制冷工质的各饱和参数,计算值与文献值精确吻合。 在收集大量HFC/HFCs、HFC/HCs和HC/HCs三类混合物的VLE实验数据的基础上,结合Peng-Robinson(PR)方程和van-der-Waals(vdW)混合规则关联计算三类混合物的VLE数据,提供了39种二元混合物的交互作用系数k_(ij)。 在研究混合工质状态方程法时,提出纯工质都对应存在自身的混合因子k_i,混合物交互作用系数的k_(ij)可以由纯组分的混合因子k_i计算,经分析确立了由混合因子差值法计算k_(ij)的模式。并通过最小二乘法给出了10种HFCs工质(HFC23,HFC32,HFC125,HFC134a,HFC143a,HFC152a,HFC227ea,HFC236ea,HFC236fa和HFC245fa)和3种HCs工质(HC290,HC600a和HC600)的混合因子k_i。进而使用交互系数差值模型近似给出78种HFC/HFCs、HFC/HCs和HC/HCs三类混合物的二元交互作用系数k_(ij)。 在已有制冷工质PVT实验系统的基础上,完善了混合制冷工质PVTx实验系统,提出了一个测量二元混合工质气液相平衡数据的近似组分修正方法。测试给出了温度范围为243.15K~333.15K的R410A、R125/R600a和R143a/R227ea的VLE数据,当前文献中R125/R600a只有293.15K、303.15K和313.15K三个温度点数据,而R143a/R227ea没有数据。 使用状态方程法对R125/R600a二元混合物的VLE数据进行了关联计算,得到不同温度下的二元交互作用系数k_(12),并计算了R125/R600a二元混合物的压力和气相摩尔分数。压力和气相摩尔分数的关联计算结果与本文实验值和文献实验值比较吻合。二元交互作用系数k_(12)被关联成与温度成反比的关系式。 基于制冷剂物性计算软件REFPROP 7.0,结合MBWR方程、Lemmon-Jacobsen混合模型开发了制冷剂热物性计算程序,计算了RMA(R125/R600a,质量混合比:50/50%)混合工质的热力学性质,并给出了其压焓图(p-h)、温熵图(T-s)和比定压热容图(c_p-T)及饱和性质表。与对比态方法计算的RMA饱和性质数据比较,两者基本吻合。 最后分析了RMA的制冷、热泵循环性能,RMA除了有ODP值为0、GWP值较低等性质外,还具有与R22相当的压缩比和COP值,比R22较低的排气温度和较高的单位质量制冷量,它的缺陷是单位容积制冷量偏低,但也比R600a的容积制冷量大很多,同时其可燃性也远弱于R600a。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李廷勋,刘志刚;基于 PR 方程的气液相平衡计算[J];广东工业大学学报;1999年01期
2 何评,沈杰,于帆;THM生长碲化物时热物性对凝固界面的影响[J];北京科技大学学报;1995年02期
3 李长庚,周孑民;金属及合金熔点热物性动态测试新方法研究[J];计量学报;2004年03期
4 张忠进,金文桂;平行线法测量材料热物性的原理和方法[J];吉林大学学报(工学版);1991年01期
5 朱明善;韩礼钟;傅屹东;吴江;周伟;;HFC134a的热物性研究[J];制冷学报;1992年01期
6 黄永华,陈国邦,蒋宁,李祥仪;氦-3低温热物性数值研究[J];低温工程;2003年02期
7 王军荣,闵敬春,宋耀祖;二维板状激光介质热效应的理论分析[J];工程热物理学报;2005年03期
8 ;《HFC—134a热物性手册》出版[J];制冷技术;1993年03期
9 李华新,张名木,刘志平;关于测试材料热物性热脉冲法的新探讨[J];计量学报;1997年01期
10 张衍国,王补宣,彭晓峰,郭亮;高水分烟气的热物理性质[J];燃烧科学与技术;1999年04期
11 唐祯安,黄正兴,顾毓沁,朱德忠;MEMS中薄膜热物性测试方法研究[J];仪表技术与传感器;2003年02期
12 李昌莹;单建强;谭顺强;D.C.格恩维尔德;;超临界水热物性的快速计算方法[J];核动力工程;2008年02期
13 陈善年;关密;宗祥康;;用恒热流准稳态平板法测试热物性——南工Ⅱ型低温热物性快速测定装置[J];东南大学学报(自然科学版);1979年04期
14 金文桂,庄爱娣;常功率平面热源法测定材料热物性方法的探索[J];吉林大学学报(工学版);1986年01期
15 李茂山;科技精英[J];兵器材料科学与工程;1999年03期
16 胡亚才;范利武;黄君丽;洪荣华;俞自涛;;瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年11期
17 顾毓沁,张琳,杜兰萍;用激光脉冲法测量煤的热物性[J];工程热物理学报;1984年04期
18 李长庚,周孑民;相变材料相变点温度热物性的测试及误差分析[J];热能动力工程;2004年01期
19 任啟森;杨小勇;黄志勇;赵钢;王捷;;高温气冷堆氦气透平循环工质的热物性[J];汽轮机技术;2006年02期
20 易小红;邹同华;;差示扫描量热法在食品热物性测量中的应用[J];计量与测试技术;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 耿玮;蒋莉珍;;非共沸混合工质R407C热力性质计算研究[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
2 何飞;赫晓东;李垚;;SiO_2干凝胶的制备与热物性能研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
3 唐祯安;黄正兴;丁海涛;张虹霞;;MEMS中薄膜热物性的分子动力学模拟[A];TFC’03全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2003年
4 胡栋;杨向东;经福谦;王永国;李孝昌;孙珠妹;;碳水混合物相互作用势及混合法则确定[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
5 袁章福;刘秋生;;微重力环境下材料热物性研究的现状和发展[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
6 顾亚雄;谌海云;钟声峙;;用非稳态金属细线加热法测定矿物油的热物性参量[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
7 尹琰鑫;方贤德;;载冷剂混合物热物性关联式研究综述[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C];2010年
8 解冰川;尹建国;吴江涛;刘志刚;;HFC152a/HFC125气液相平衡性质的实验研究[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年
9 武传燕;杨玉顺;;以液化石油气作为R22的替代制冷剂的热物性研究[A];2004空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2004年
10 张寅平;王馨;陈斌娇;徐慧;杨睿;;潜热型功能热流体制备、流动和强化换热特性研究[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建新;混合工质热物性推算新方法及PVTx测试研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 李洪玲;二氧化碳与酯类二元系统气液相平衡研究[D];天津大学;2010年
3 周建国;含一氧化碳二元系统高压气液相平衡研究[D];天津大学;2011年
4 武向红;气体吸收剂的热力学评选方法及其用于CO_2体系和乙烯体系的验证[D];北京化工大学;2010年
5 毛凌波;太阳能吸收与热输运纳米黑液材料的制备与性能研究[D];广东工业大学;2008年
6 谢新华;稻米淀粉物性研究[D];西北农林科技大学;2007年
7 彭小飞;车用散热器中纳米流体高温传热基础问题研究[D];浙江大学;2007年
8 孟龙;流体维里系数的实验与理论研究[D];清华大学;2007年
9 俞自涛;着火前木材传热传质过程的试验和理论研究[D];浙江大学;2005年
10 刘玉东;纳米复合低温相变蓄冷材料的制备及热物性研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;一氯甲烷—正己烷二元体系气液相平衡研究[D];北京化工大学;2007年
2 方锦;新工质饱和蒸气压实验及混合工质气液相平衡研究[D];清华大学;2008年
3 王子祥;二甲醚液滴高压蒸发特性研究[D];华中科技大学;2007年
4 陶洁;R407C浓度误差对压缩机性能测试的影响[D];东南大学;2006年
5 张秋芳;微扰软链状态方程及含卤代烃混合物气液相平衡研究[D];清华大学;2005年
6 汪耀东;二氧化碳和PAG润滑油混合物热物性研究[D];天津大学;2008年
7 张省现;散体的分形特性和热物性的分形表征[D];北京科技大学;2005年
8 赵艳斌;加氢焦化甲苯精制与分子模拟对气液相平衡的研究[D];天津大学;2012年
9 季甲;一氧化碳与丙酸/甲酸甲酯二元系统高压气液相平衡研究[D];天津大学;2010年
10 王玉芝;木材热物性测试的理论与试验研究[D];浙江大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 泽芳;母鹿的怀孕期及推算方法[N];山西科技报;2001年
2 冯理达;健康健美长寿取决于自己[N];科技日报;2006年
3 华文;如何推算家畜的预产期[N];河南科技报;2007年
4 本报记者 王娅莉;标准出手清除“热障”[N];中国质量报;2003年
5 卫生部首席健康教育专家 第四军医大学研究员 万承奎;做一个快乐健康的老年人[N];健康报;2008年
6 洪金;长虹空调重金打造博士团队[N];中国企业报;2003年
7 姜丽钧吴洁瑾;上海入伏暂无“桑拿天”[N];西部时报;2007年
8 ;长虹健康空调迟到一小步 领先一大步[N];中国电子报;2004年
9 宁波市国家税务局;信息准确,评估模型令企业信服[N];中国税务报;2007年
10 李亮;中国彩票生态调查[N];法制日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978